JP2009270039A - Water absorptive crosslinked polymer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、優れた耐衝撃性、吸水性及び通液性を有する吸水性架橋重合体及びその製造法に関し、詳しくは、架橋重合体の運搬・輸送による衝突等の衝撃に起因する吸水性能の著しい低下を受けず、水性液体、又は尿、経血もしくは汗などの体液等に対して良好な吸水性能を有する吸水性架橋重合体及びその製造法に関する。 The present invention relates to a water-absorbing crosslinked polymer having excellent impact resistance, water absorption and liquid permeability, and a method for producing the same, and more specifically, water absorption performance resulting from impact such as collision caused by transportation / transport of the crosslinked polymer. The present invention relates to a water-absorbent crosslinked polymer having good water-absorbing performance with respect to an aqueous liquid or a body fluid such as urine, menstrual blood or sweat without undergoing a significant decrease, and a method for producing the same.
高吸水性樹脂は衛生用品分野では幼児用、大人用あるいは失禁者用の使い捨ておむつや婦人用生理用ナプキン等の吸収性物品、農園芸分野での保水剤等、土木建築分野での汚泥の凝固剤、結露防止剤、止水剤等として幅広く使用されている。 Superabsorbent resin is used in hygiene products such as disposable diapers for infants, adults and incontinents, and absorbent articles such as sanitary napkins for women, water retention agents in agricultural and horticultural fields, etc. Widely used as agents, anti-condensation agents, water-stopping agents, etc.
近年、衛生用品の薄型化に伴い、吸収体中の吸水性樹脂の割合が増加する傾向にある。衛生用品分野で使用される吸水性樹脂には、(1)吸水性樹脂の本来の体液を吸収・保持する能力(多い吸水量)と(2)吸収体中の繊維(パルプなど)が担っていた体液を拡散する能力(速い通液速度)が求められている。(1)と(2)を満たすためには吸水性樹脂の形状(粒子の大きさや凹凸の程度)、架橋密度を精密に制御する必要があり、このような吸水性樹脂の諸物性を規定した特許文献も多く出願されている(例えば、特許文献1〜3参照)。 In recent years, with the thinning of sanitary goods, the ratio of the water-absorbing resin in the absorbent body tends to increase. The water-absorbent resin used in the sanitary products field is responsible for (1) the ability of the water-absorbent resin to absorb and retain the original body fluid (a large amount of water absorption) and (2) the fibers (pulp, etc.) in the absorber. The ability to diffuse body fluids (high fluid flow rate) is required. In order to satisfy (1) and (2), it is necessary to precisely control the shape of the water-absorbent resin (the size of the particles and the degree of unevenness) and the cross-linking density. Many patent documents have been filed (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
また、特許文献4には、架橋構造を有する高吸水ポリマーにXRSiYn(Xはポリマーの官能基と反応しうる基、Rは有機基、Yは加水分解性基、nは1〜3の整数)で表されるシランカップリング剤を添加処理してなる高吸水性ポリマーが開示されている。 Patent Document 4 discloses that XRSiY n (X is a group capable of reacting with a functional group of a polymer, R is an organic group, Y is a hydrolyzable group, and n is an integer of 1 to 3). A superabsorbent polymer obtained by adding a silane coupling agent represented by the formula:
しかし、これら従来の吸水性樹脂は、樹脂の運搬・輸送中の衝突等の衝撃により樹脂粒子が砕け、通液速度が著しく低下する問題があった。
本発明の課題は、吸水性樹脂の運搬・輸送による衝突等の衝撃に起因する通液速度の著しい低下を受けずに耐衝撃性が良好で、水性液体、又は尿、経血もしくは汗などの体液等に対して良好な吸水性能を有する吸水性樹脂及びその製造法を提供することにある。 The problem of the present invention is that it has good impact resistance without undergoing a significant decrease in the flow rate due to impact such as collision caused by transport / transport of the water-absorbent resin, such as aqueous liquid, urine, menstrual blood or sweat. An object of the present invention is to provide a water-absorbing resin having a good water-absorbing performance for body fluids and the like and a method for producing the same.
本発明は、水溶性モノマーを含むモノマー成分を重合させて得られる架橋重合体(A)と、一般式(1)
R1 pSi(OR2)4-p (1)
〔式中、R1及びR2はそれぞれ独立に、炭素数1〜6の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基又は炭素数2〜6の直鎖若しくは分岐鎖のアルケニル基を示し、p個のR1及び(4−p)個のR2は同一でも異なってもよい。pは0〜3の整数を示す。〕
で表されるアルコキシシラン(以下アルコキシシラン(1)という)、その加水分解物及びこれらの重縮合物から選ばれる少なくとも1種のケイ素化合物(B)とを含有する吸水性架橋重合体、並びにその製造方法を提供する。
The present invention relates to a crosslinked polymer (A) obtained by polymerizing a monomer component containing a water-soluble monomer, and a general formula (1).
R 1 p Si (OR 2 ) 4-p (1)
[Wherein, R 1 and R 2 each independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a linear or branched alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, and p R 1 and (4-p) R 2 may be the same or different. p shows the integer of 0-3. ]
A water-absorbing crosslinked polymer containing at least one silicon compound (B) selected from alkoxysilanes (hereinafter referred to as alkoxysilanes (1)), hydrolysates thereof and polycondensates thereof, and A manufacturing method is provided.
本発明の吸水性架橋重合体は、運搬・輸送による衝突等の衝撃を受けても通液速度が低下せず耐衝撃性が良好で、例えば、おむつや生理用品などの衛生用品中の吸収体に使用されて、体液をすばやく吸収することができ、また、体液をより広い範囲に拡散することができ、さらに、吸収体が吸収した体液を保持でき、本発明の吸水性架橋重合体を用いることにより衛生用品を薄型化することができる。 The water-absorbing crosslinked polymer of the present invention has good impact resistance without lowering the liquid passing speed even when subjected to impacts such as collisions caused by transportation and transportation. For example, the absorbent in hygiene products such as diapers and sanitary products Can be used to absorb body fluid quickly, can diffuse body fluid over a wider range, and can retain body fluid absorbed by the absorber, and uses the water-absorbent crosslinked polymer of the present invention. Thus, the sanitary product can be thinned.
[架橋重合体(A)]
本発明の用いられる架橋重合体(A)は、水溶性モノマーを含むモノマー成分を重合させて得られる架橋重合体である。
[Crosslinked polymer (A)]
The crosslinked polymer (A) used in the present invention is a crosslinked polymer obtained by polymerizing a monomer component containing a water-soluble monomer.
架橋重合体(A)を製造する際に用いられる水溶性モノマーは、水溶性で、重合性の不飽和基を有するモノマーである。具体的には、オレフィン系不飽和カルボン酸又はその塩、オレフィン系不飽和カルボン酸エステル、オレフィン系不飽和スルホン酸又はその塩、オレフィン系不飽和リン酸又はその塩、オレフィン系不飽和リン酸エステル、オレフィン系不飽和アミン、オレフィン系不飽和アンモニウム、オレフィン系不飽和アミドなどの重合性不飽和基を有するビニルモノマーが例示される。 The water-soluble monomer used when producing the crosslinked polymer (A) is a water-soluble monomer having a polymerizable unsaturated group. Specifically, olefinic unsaturated carboxylic acid or salt thereof, olefinic unsaturated carboxylic acid ester, olefinic unsaturated sulfonic acid or salt thereof, olefinic unsaturated phosphoric acid or salt thereof, olefinic unsaturated phosphate ester And vinyl monomers having a polymerizable unsaturated group such as olefinically unsaturated amine, olefinically unsaturated ammonium, and olefinically unsaturated amide.
オレフィン系不飽和カルボン酸又はその塩としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマール酸などの不飽和カルボン酸、これらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩等が挙げられる。オレフィン系不飽和カルボン酸エステルとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of the olefinic unsaturated carboxylic acid or a salt thereof include unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid and fumaric acid, alkali metal salts and ammonium salts thereof. Examples of olefinic unsaturated carboxylic acid esters include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, and phenoxypolyethylene glycol (meth). An acrylate etc. are mentioned.
オレフィン系不飽和スルホン酸又はその塩としては、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルプロパンスルホン酸又はその塩等が挙げられる。オレフィン系不飽和リン酸又はその塩としては、(メタ)アクリロイル(ポリ)オキシエチレンリン酸エステル又はその塩等が挙げられる。 Examples of the olefinic unsaturated sulfonic acid or a salt thereof include vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, 2- (meth) acrylamide-2-methylpropane sulfonic acid, 2- (meth) acryloylethane sulfonic acid, 2- (Meth) acryloylpropanesulfonic acid or a salt thereof can be used. Examples of the olefinic unsaturated phosphoric acid or a salt thereof include (meth) acryloyl (poly) oxyethylene phosphoric acid ester or a salt thereof.
オレフィン系不飽和アミンとしては、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。オレフィン系不飽和アンモニウム塩としては、上記オレフィン系不飽和アミンの4級アンモニウム塩等が挙げられ、オレフィン系不飽和アミドとしては、(メタ)アクリルアミド、メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド誘導体やビニルメチルアセトアミド等が挙げられる。 Examples of the olefinic unsaturated amine include N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, and N, N-dimethylaminopropyl. (Meth) acrylamide etc. are mentioned. Examples of the olefinic unsaturated ammonium salt include quaternary ammonium salts of the above olefinic unsaturated amines, and examples of the olefinic unsaturated amide include (meth) acrylamide, methyl (meth) acrylamide, and N-ethyl (meth). Examples include (meth) acrylamide derivatives such as acrylamide, N-propyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, and vinylmethylacetamide.
他のモノマーの具体例としては、ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、N−アクリロイルピペリジン、N−アクリロイルピロリジン、N−ビニルアセトアミドなどのノニオン性の親水基含有不飽和モノマーなどが挙げられる。
これらのモノマーは、単独で若しくは2種以上の混合物として用いることができる。
Specific examples of the other monomer include nonionic hydrophilic group-containing unsaturated monomers such as vinylpyridine, N-vinylpyrrolidone, N-acryloylpiperidine, N-acryloylpyrrolidine, and N-vinylacetamide.
These monomers can be used alone or as a mixture of two or more.
なお、本明細書において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを意味し、(メタ)アクリルアミドとは、アクリルアミド又はメタクリルアミドを意味し、(メタ)アクリロイルとはアクリロイル又はメタクリロイルを意味する。 In the present specification, (meth) acrylate means acrylate or methacrylate, (meth) acrylamide means acrylamide or methacrylamide, and (meth) acryloyl means acryloyl or methacryloyl.
これらモノマーの中では、オレフィン系不飽和カルボン酸又はその塩が好ましく、アクリル酸、メタクリル酸、それらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩又はアンモニウム塩がより好ましく、アクリル酸、アクリル酸アルカリ金属塩(ナトリウム塩、カリウム塩等)、アクリル酸アンモニウム塩が更に好ましい。 Among these monomers, olefinic unsaturated carboxylic acids or salts thereof are preferred, acrylic acid, methacrylic acid, alkali metal salts, alkaline earth metal salts or ammonium salts thereof are more preferred, acrylic acid, alkali metal acrylate salts. (Sodium salt, potassium salt, etc.) and ammonium acrylate are more preferable.
モノマーが常温で固体である場合には水溶液として用いることができる。この際、水溶液中におけるモノマーの濃度は、生産性の観点より10重量%以上が好ましく、20重量%以上がより好ましく、30重量%以上が更に好ましい。 When the monomer is solid at room temperature, it can be used as an aqueous solution. At this time, the concentration of the monomer in the aqueous solution is preferably 10% by weight or more, more preferably 20% by weight or more, and still more preferably 30% by weight or more from the viewpoint of productivity.
水溶性モノマーは、これと共重合し得る水不溶性のモノマーと併用することもできる。該水不溶性のモノマーとしては、例えば、炭素数1〜18のアルキル基を有するアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマール酸などの不飽和カルボン酸エステル、スチレンなどが挙げられる。この場合、水溶性モノマーの含有量は、全モノマー中に50重量%以上、特に70重量%以上が好ましい。 The water-soluble monomer can be used in combination with a water-insoluble monomer that can be copolymerized therewith. Examples of the water-insoluble monomer include unsaturated carboxylic acid esters such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid and fumaric acid having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and styrene. In this case, the content of the water-soluble monomer is preferably 50% by weight or more, particularly preferably 70% by weight or more in the total monomers.
モノマーの重合に際しては不活性な疎水性有機溶媒を用いることが好ましい。重合に不活性な疎水性有機溶媒としては、n−ペンタン、シクロペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、n−ヘプタン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素;n−ブチルアルコール、n−アミルアルコール等の炭素数4〜6の脂肪族アルコール;メチルエチルケトン等の脂肪族ケトン;酢酸エチル等の脂肪族エステル類;シリコーンオイル;香料等を例示することができる。これらの疎水性有機溶媒の中では炭素数6〜12の直鎖又は環状の脂肪族炭化水素が好ましい。疎水性有機溶媒は、1種又は2種以上の混合物として用いることができる。疎水性有機溶媒の使用量は、モノマー又はその水溶液100重量部に対して、好ましくは50〜500重量部、更に好ましくは100〜500重量部である。 In the polymerization of monomers, it is preferable to use an inert hydrophobic organic solvent. Examples of the hydrophobic organic solvent inert to the polymerization include aliphatic hydrocarbons such as n-pentane, cyclopentane, n-hexane, cyclohexane, n-heptane and methylcyclohexane; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; n- Examples thereof include aliphatic alcohols having 4 to 6 carbon atoms such as butyl alcohol and n-amyl alcohol; aliphatic ketones such as methyl ethyl ketone; aliphatic esters such as ethyl acetate; silicone oils; Among these hydrophobic organic solvents, linear or cyclic aliphatic hydrocarbons having 6 to 12 carbon atoms are preferable. The hydrophobic organic solvent can be used as one kind or a mixture of two or more kinds. The amount of the hydrophobic organic solvent to be used is preferably 50 to 500 parts by weight, more preferably 100 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomer or an aqueous solution thereof.
また、疎水性有機溶媒以外に両親媒性有機溶媒を用いてもよい。両親媒性有機溶媒の具体例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、2−プロパノール等のアルコール類;アセトン等のケトン類;テトラヒドロフラン及びジオキサン等のエーテル類が挙げられる。両親媒性有機溶媒の使用量は、疎水性有機溶媒との合計量で、モノマー100重量部に対し500重量部までの量が好ましい。 In addition to the hydrophobic organic solvent, an amphiphilic organic solvent may be used. Specific examples of the amphiphilic organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, propanol and 2-propanol; ketones such as acetone; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane. The amount of the amphiphilic organic solvent used is the total amount with the hydrophobic organic solvent and is preferably up to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomer.
また、モノマーの重合に際し分散剤を用いることが好ましく、分散剤としては、陰イオン界面活性剤が好ましい。 Moreover, it is preferable to use a dispersing agent in the polymerization of the monomer, and the dispersing agent is preferably an anionic surfactant.
陰イオン界面活性剤としては、N−アシル(アシル基の炭素数6〜30)アスパラギン酸又はその塩、N−アシル(アシル基の炭素数6〜30)グルタミン酸又はその塩、アシル化(アシル基の炭素数5〜30)タウリン又はその塩や、式(I)
RO(A)mXO3M (I)
(式中、Rは直鎖又は分岐鎖の炭素数6〜22のアルキル基若しくはアルケニル基を示すか、又は総炭素数12〜28のアリール基を示し、Aは直鎖又は分岐鎖のアルキレン基又はオキシアルキレン基を示し、mは平均値で0〜22の数を示し、XはS又はPを示し、Mは陽イオン又は水素原子を示す。)
で表される化合物が挙げられる。
As an anionic surfactant, N-acyl (acyl group having 6 to 30 carbon atoms) aspartic acid or a salt thereof, N-acyl (acyl group having 6 to 30 carbon atoms) glutamic acid or a salt thereof, acylation (acyl group) Of carbon number 5 to 30) taurine or a salt thereof, or the formula (I)
RO (A) m XO 3 M (I)
(In the formula, R represents a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 6 to 22 carbon atoms, or an aryl group having 12 to 28 carbon atoms in total, and A represents a linear or branched alkylene group. Or an oxyalkylene group, m represents an average value of 0 to 22, X represents S or P, and M represents a cation or a hydrogen atom.)
The compound represented by these is mentioned.
N−アシルアスパラギン酸又はその塩としては、N−パルミトイルアスパラギン酸モノナトリウム塩、N−パルミトイルアスパラギン酸ジナトリウム塩、N−パルミトイルアスパラギン酸等が挙げられる。N−アシルグルタミン酸又はその塩としては、N−ミリストイルグルタミン酸モノナトリウム塩、N−ラウロイルグルタミン酸モノナトリウム塩、N−ステアロイルグルタミン酸モノナトリウム塩、N−ミリストイルグルタミン酸モノナトリウム塩、N−ヤシ油脂防酸アシルグルタミン酸モノナトリウム塩、N−硬化牛脂脂肪酸アシルグルタミン酸モノナトリウム塩、N−ステアロイルグルタミン酸、N−ステアロイルグルタミン酸モノカリウム塩等が挙げられる。アシル化タウリン又はその塩としてはアシル基の炭素数10〜18のアシル化タウリン又はそのアルカリ金属塩が好ましい。 Examples of N-acyl aspartic acid or a salt thereof include N-palmitoyl aspartic acid monosodium salt, N-palmitoyl aspartic acid disodium salt, N-palmitoyl aspartic acid and the like. N-acyl glutamic acid or a salt thereof includes N-myristoyl glutamic acid monosodium salt, N-lauroyl glutamic acid monosodium salt, N-stearoyl glutamic acid monosodium salt, N-myristoyl glutamic acid monosodium salt, N-coconut oil fatty acid acyl glutamic acid Examples thereof include monosodium salt, N-cured tallow fatty acid acyl glutamic acid monosodium salt, N-stearoylglutamic acid, N-stearoylglutamic acid monopotassium salt and the like. The acylated taurine or a salt thereof is preferably an acylated taurine having 10 to 18 carbon atoms of an acyl group or an alkali metal salt thereof.
式(I)で表される化合物において、Rとしては、炭素数6〜22、更に8〜20、特にデシル基、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基等の炭素数10〜18のアルキル基が好ましい。Mで示される陽イオンとしては、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオンが好ましく、アルカリ金属イオンがより好ましく、ナトリウムイオン、カリウムイオンが更に好ましい。 In the compound represented by the formula (I), R is an alkyl having 10 to 18 carbon atoms such as 6 to 22, more preferably 8 to 20, especially decyl group, lauryl group, myristyl group, palmityl group, stearyl group, etc. Groups are preferred. As the cation represented by M, alkali metal ions and ammonium ions are preferable, alkali metal ions are more preferable, and sodium ions and potassium ions are still more preferable.
式(I)で表される化合物としては、ポリオキシアルキレン(アルキレン基の炭素数は2〜3、オキシアルキレン基の平均付加モル数0〜22)アルキル又はアルケニル(アルキル基又はアルケニル基の炭素数6〜22)エーテル硫酸エステル又はその塩が好ましく、ポリオキシエチレンアルキル(アルキル基の炭素数12〜18)エーテル硫酸エステル又はそのアルカリ金属塩がより好ましい。 As the compound represented by the formula (I), polyoxyalkylene (the number of carbon atoms of the alkylene group is 2 to 3, the average number of added moles of the oxyalkylene group is 0 to 22) alkyl or alkenyl (the number of carbon atoms of the alkyl group or alkenyl group) 6-22) Ether sulfate or a salt thereof is preferable, and polyoxyethylene alkyl (alkyl group having 12 to 18 carbon atoms) ether sulfate or an alkali metal salt thereof is more preferable.
本発明においては、分散剤として、陰イオン界面活性剤以外に、非イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤若しくは高分子型分散剤を併用することもできる。 In the present invention, in addition to the anionic surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, or a polymer type dispersant can be used in combination.
これらの界面活性剤又は高分子型分散剤としては、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノラウレート及びポリオキシメチレンソルビタンモノオレート等のソルビタン脂肪酸エステル;アルキルグルコシド等のグリコシド化合物;エチルセルロース及びベンジルセルロース等のセルロースエーテル;セルロースアセテート、セルロースブチレート及びセルロースアセテートブチレート等のセルロースエステル;トリメチルステアリルアンモニムクロリド及びカルボキシメチルジメチルセチルアンモニウム等の陽イオン性及び両性の界面活性剤;マレイン化ポリブタジエン、マレイン化ポリエチレン、スチレン−ジメチルアミノエチルメタクリレート4級塩共重合体及びイソプロピルメタクリレート−ジメチルアミノエチルメタクリレート4級塩共重合体等の高分子分散剤を例示することができる。
これらの分散剤は1種又は2種以上を混合して用いることができる。
These surfactants or polymeric dispersants include sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monostearate, sorbitan monolaurate and polyoxymethylene sorbitan monooleate; glycoside compounds such as alkyl glucosides; celluloses such as ethyl cellulose and benzyl cellulose Ethers; cellulose esters such as cellulose acetate, cellulose butyrate and cellulose acetate butyrate; cationic and amphoteric surfactants such as trimethylstearyl ammonium chloride and carboxymethyldimethylcetylammonium; maleated polybutadiene, maleated polyethylene, styrene -Dimethylaminoethyl methacrylate quaternary salt copolymer and isopropyl methacrylate-dimethylaminoethyl methacrylate The polymer dispersing agent such as 4 Kyushiotomo polymer can be exemplified.
These dispersants can be used alone or in combination of two or more.
分散剤の使用量は、モノマー100重量部に対して、好ましくは0.01〜25重量部、より好ましくは0.01〜5重量部、更に好ましくは0.01〜2.5重量部である。 The amount of the dispersant used is preferably 0.01 to 25 parts by weight, more preferably 0.01 to 5 parts by weight, and still more preferably 0.01 to 2.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomer. .
モノマーの重合に際しては、重合開始剤を用いるのが好ましい。重合開始剤としては、特に限定されないが、酸化性重合開始剤、アゾ系重合開始剤、レドックス系重合開始剤等を用いることができる。 In the polymerization of the monomer, it is preferable to use a polymerization initiator. The polymerization initiator is not particularly limited, and an oxidizing polymerization initiator, an azo polymerization initiator, a redox polymerization initiator, and the like can be used.
酸化性重合開始剤としては、例えば、メチルエチルケトンパーオキシド、メチルイソブチルケトンパーオキシド等のケトンパーオキシド;ジ−tert−ブチルパーオキシド、tert−ブチルクミルパーオキシド等のジアルキルパーオキシド;tert−ブチルパーアセテート、tert−ブチルパーイソブチレート、tret−ブチルピバレート等のアルキルパーエステル;tert−ブチルハイドロパーオキシド、クメンハイドロパーオキシド、過酸化水素等のハイドロパーオキシド類;過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニム等の過硫酸塩;過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウム等の過塩素酸類;塩素酸カリ、臭素酸カリ等のハロゲン酸塩等が挙げられる。 Examples of the oxidative polymerization initiator include ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide and methyl isobutyl ketone peroxide; dialkyl peroxides such as di-tert-butyl peroxide and tert-butyl cumyl peroxide; tert-butyl peracetate Alkyl peresters such as tert-butyl perisobutyrate and tret-butyl pivalate; hydroperoxides such as tert-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide and hydrogen peroxide; potassium persulfate, sodium persulfate, persulfate Persulfates such as ammonium; perchloric acids such as potassium perchlorate and sodium perchlorate; and halogenates such as potassium chlorate and potassium bromate.
アゾ系重合開始剤としては、2−(カルバモイルアゾ)−イソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)ジヒドロハライド、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロハライド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロハライド、2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)、4,4’−アゾビス(4−シアノペンタノイックアシッド)、4,4’−アゾビス−4−シアノバレリックアシッド、アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、(1−フェニルエチル)アゾジフェニルメタン、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4,4’−トリメチルペンタン)、2−フェニルアゾ−2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルプロパン)などを例示することができる。また、上記の化合物において、ハライドはクロリドであることが経済面より好ましい。 Examples of the azo polymerization initiator include 2- (carbamoylazo) -isobutyronitrile, 2,2′-azobis (N, N′-dimethyleneisobutylamidine) dihydrohalide, 2,2′-azobis (2-amidino). Propane) dihydrohalide, 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrohalide, 2,2'-azobis (N, N'-dimethyleneisobutylamidine), 4,4 ' -Azobis (4-cyanopentanoic acid), 4,4'-azobis-4-cyanovaleric acid, azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvalero) Nitrile), (1-phenylethyl) azodiphenylmethane, dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate, 2,2′-azobis (2 Methylbutyronitrile), 1,1′-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile), 2,2′-azobis (2,4,4′-trimethylpentane), 2-phenylazo-2,4-dimethyl-4- Examples thereof include methoxyvaleronitrile and 2,2′-azobis (2-methylpropane). In the above compound, the halide is preferably chloride from the economical viewpoint.
レドックス系重合開始剤としては、過酸化水素/第1鉄塩、過硫酸塩/亜硫酸塩、クメンヒドロパーオキシド/第1鉄塩、過酸化水素/L−アスコルビン酸等が挙げられる。 Examples of the redox polymerization initiator include hydrogen peroxide / ferrous salt, persulfate / sulfite, cumene hydroperoxide / ferrous salt, hydrogen peroxide / L-ascorbic acid, and the like.
重合開始剤の使用に際しては、1種又は2種以上を使用することができ、酸化性重合開始剤,アゾ系重合開始剤,レドックス系重合開始剤を併用しても良い。 When using the polymerization initiator, one or more kinds can be used, and an oxidizing polymerization initiator, an azo polymerization initiator, and a redox polymerization initiator may be used in combination.
これらの中でも、本発明の目的を達成する観点から、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロハライド及び2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロハライドを含む群より選択される1種以上が好ましい。 Among these, from the viewpoint of achieving the object of the present invention, potassium persulfate, sodium persulfate, 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrohalide and 2,2′-azobis [2- (2-imidazoline) One or more selected from the group comprising -2-yl) propane] dihydrohalide is preferred.
重合開始剤の使用量は、モノマーに対して、通常0.001〜10重量%が好ましく、0.01〜5重量%がより好ましい。重合開始剤の添加方法は、特に制限されないが、重合溶媒に添加、及び/又はモノマーに添加するのが好ましい。また、反応の初期にはアゾ系重合開始剤を用い、反応の後半に過硫酸系重合開始剤を用いるのが好ましい。 The amount of the polymerization initiator used is usually preferably 0.001 to 10% by weight, more preferably 0.01 to 5% by weight, based on the monomer. The method for adding the polymerization initiator is not particularly limited, but it is preferably added to the polymerization solvent and / or to the monomer. Further, it is preferable to use an azo polymerization initiator at the beginning of the reaction and a persulfuric acid polymerization initiator at the latter half of the reaction.
また、架橋重合体(A)に架橋構造を導入する方法としては、架橋剤を使用しない自己架橋によって導入する方法や、1分子中に2個以上の重合性不飽和基及び/又は2個以上の反応性基を有する架橋剤を共重合又は反応させて導入する方法等が例示できる。架橋剤は1種のみ用いてもよいし2種以上使用してもよい。中でも、得られる架橋重合体の吸水特性などから、2個以上の反応性基を有する化合物を架橋剤として用いることが好ましく、さらに、架橋重合体中のイオン基に作用する多価イオンを併用して用いることが好ましい。 Moreover, as a method for introducing a crosslinked structure into the crosslinked polymer (A), a method of introducing by a self-crosslinking without using a crosslinking agent, two or more polymerizable unsaturated groups and / or two or more in one molecule. Examples thereof include a method of introducing a crosslinking agent having a reactive group by copolymerization or reaction. Only one type of crosslinking agent may be used, or two or more types may be used. Among them, it is preferable to use a compound having two or more reactive groups as a crosslinking agent from the viewpoint of water absorption characteristics of the obtained crosslinked polymer, and further, in combination with a polyvalent ion that acts on an ionic group in the crosslinked polymer. Are preferably used.
架橋剤は、重合前、重合時及び/又は重合後に添加することができる。重合段階でモノマー水溶液と混合する方法、重合段階で反応系内に混合する方法、重合して得られる重合体に固体、水溶液又は分散液として噴霧する等して添加する方法等により架橋剤を添加して用いることができる。架橋剤により重合体内部や重合体表面に架橋構造を構築することができる。 The crosslinking agent can be added before polymerization, at the time of polymerization, and / or after polymerization. Add a cross-linking agent by mixing with an aqueous monomer solution in the polymerization stage, mixing in the reaction system in the polymerization stage, or adding the polymer obtained by polymerization as a solid, aqueous solution or dispersion. Can be used. A crosslinking structure can be constructed in the polymer or on the polymer surface by the crosslinking agent.
架橋剤としては、例えば、N,N−ジアリルアクリルアミド、ジアリルアミン、トリアリルアミン、ジアリルメタクリルアミド、ジアリルフタレート、ジアリルマレート、ジアリルテレフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルホスフェート、テトラアリロキシエタン、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ポリ(メタ)アリロキシアルカンなどのポリアリル化合物;ジビニルベンゼン、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、グリセリンアクリレートメタクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等のポリビニル化合物;エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル等のポリグリシジルエーテル;エピクロロヒドリン、エピブロムヒドリン、α−メチルエピクロロヒドリン等のハロエポキシ化合物;グルタールアルデヒド、グリオキザール等のポリアルデヒド;ポリビニルアルコール、ポリエーテル変性シリコーン等のポリオール;エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン,アミノ変性シリコーン等のポリアミン;グリシジル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等のヒドロキシビニル化合物;2,4−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の多価イソシアネート化合物;1,2−エチレンビスオキサゾリン等の多価オキサゾリン化合物;尿素、チオ尿素、グアニジン、ジシアンジアミド、2−オキサゾリジノン等の炭酸誘導体;1,3−ジオキソラン−2−オン、4−メチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,5−ジメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,4−ジメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4−エチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、1,3−ジオキサン−2−オン、4−メチル−1,3−ジオキサン−2−オン、4,6−ジメチル−1,3−ジオキサン−2−オン、1,3−ジオキソパン−2−オン等のアルキレンカーボネート化合物;カルシウム、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム、鉄、ジルコニウム,チタン等の陽イオンから成る多価金属化合物(水酸化物又は塩化物等の無機塩又は有機金属塩);エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、2−ブテン−1,4−ジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘキサノール、トリメチロールプロパン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリオキシプロピレン、オキシエチレン−オキシプロピレンブロック共重合体、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の多価アルコール化合物を挙げることができる。 Examples of the crosslinking agent include N, N-diallylacrylamide, diallylamine, triallylamine, diallylmethacrylamide, diallyl phthalate, diallyl malate, diallyl terephthalate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, triallyl phosphate, tetraallyloxy. Polyallyl compounds such as ethane, pentaerythritol triallyl ether, poly (meth) allyloxyalkane; divinylbenzene, N, N′-methylenebis (meth) acrylamide, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol Di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate Polyvinyl compounds such as glycerin acrylate methacrylate, ethylene oxide modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate; ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, glycerol Polyglycidyl ethers such as diglycidyl ether and polyglycerin polyglycidyl ether; haloepoxy compounds such as epichlorohydrin, epibromhydrin and α-methylepichlorohydrin; polyaldehydes such as glutaraldehyde and glyoxal; polyvinyl alcohol, Polyols such as polyether-modified silicone; ethylenediamine, diethylenetriamine, trie Polyamines such as tylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, polyethyleneimine, polyvinylpyrrolidone, amino-modified silicone; glycidyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate Hydroxyl vinyl compounds such as 2,4-tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate and other polyvalent isocyanate compounds; 1,2-ethylenebisoxazoline and other polyvalent oxazoline compounds; urea, thiourea, guanidine, dicyandiamide, 2-oxazolidinone Carbonic acid derivatives such as 1,3-dioxolan-2-one, 4-methyl-1,3-dioxolan-2-one, 4,5-dimethyl-1,3-dioxolane 2-one, 4,4-dimethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4-ethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan-2-one, 1 , 3-dioxan-2-one, 4-methyl-1,3-dioxan-2-one, 4,6-dimethyl-1,3-dioxan-2-one, 1,3-dioxopan-2-one, etc. Alkylene carbonate compounds; polyvalent metal compounds composed of cations such as calcium, magnesium, zinc, aluminum, iron, zirconium, titanium (inorganic or organic metal salts such as hydroxide or chloride); ethylene glycol, diethylene glycol, propylene Glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, 1,3-propanediol, dipro Lenglycol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, polypropylene glycol, glycerin, polyglycerin, 2-butene-1,4-diol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,2-cyclohexanol, trimethylolpropane, diethanolamine, triethanolamine, polyoxypropylene, oxyethylene-oxypropylene block Examples include polymers, polyhydric alcohol compounds such as pentaerythritol and sorbitol.
これらの架橋剤の中では、クエン酸チタン、塩化カルシウム等の多価金属化合物;エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル等のポリグリシジルエーテル;(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリビニル化合物が好ましい。 Among these crosslinking agents, polyvalent metal compounds such as titanium citrate and calcium chloride; polyglycidyl ethers such as ethylene glycol diglycidyl ether and polyglycerin polyglycidyl ether; (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate and the like Polyvinyl compounds are preferred.
2個以上の重合性不飽和基を有する架橋剤や2個以上の反応性基を有する架橋剤の使用量は、最終生成物の重合体の所望の性能に従い任意の量とすることができるが、全モノマー(2個以上の重合性不飽和基を有する架橋剤以外のモノマー)に対して0.001〜20重量%が好ましく、0.01〜1重量%がさらに好ましい。 The amount of the crosslinking agent having two or more polymerizable unsaturated groups or the crosslinking agent having two or more reactive groups can be any amount according to the desired performance of the final product polymer. The amount is preferably 0.001 to 20% by weight, more preferably 0.01 to 1% by weight based on the total monomers (monomers other than the crosslinking agent having two or more polymerizable unsaturated groups).
架橋剤やその水溶液を使用する際には、親水性有機溶媒や,酸やpH緩衝剤を混合して使用してもよい。 When using a crosslinking agent or an aqueous solution thereof, a hydrophilic organic solvent, an acid or a pH buffering agent may be mixed and used.
モノマーを重合させる方法としては、モノマー又はその水溶液と疎水性有機溶媒を含有する溶媒とを一括に混合し、その後重合させる方法(一括重合法)、モノマー又はその水溶液を疎水性有機溶媒を含有する溶媒中に滴下しながら逐次重合させる方法(逐次重合法)、モノマー又はその水溶液を予め一部の疎水性有機溶媒を含有する溶媒と混合又は分散して得られる混合溶液を、疎水性有機溶媒を含有する溶媒中に滴下しながら重合する方法(前分散法)、これらの方法を併用した方法等を挙げることができるが、疎水性有機溶媒を含有する溶媒中へモノマー又はその水溶液を供給する逆相懸濁重合法が好ましく、疎水性有機溶媒を含有する溶媒中に、共沸下、モノマー又はその水溶液を逐次的に又は連続的に供給する方法がより好ましい。 As a method of polymerizing the monomer, the monomer or an aqueous solution thereof and a solvent containing a hydrophobic organic solvent are mixed together and then polymerized (collective polymerization method). The monomer or the aqueous solution thereof contains a hydrophobic organic solvent. A method of sequential polymerization while dropping into a solvent (sequential polymerization method), a mixed solution obtained by mixing or dispersing a monomer or an aqueous solution thereof with a solvent containing a part of a hydrophobic organic solvent in advance, Examples include a method of polymerizing while dripping into a solvent to be contained (pre-dispersion method), a method in which these methods are used in combination, and the reverse of supplying a monomer or an aqueous solution thereof into a solvent containing a hydrophobic organic solvent. A phase suspension polymerization method is preferable, and a method in which a monomer or an aqueous solution thereof is sequentially or continuously fed into a solvent containing a hydrophobic organic solvent under azeotropic conditions is more preferable.
モノマーの重合における重合温度は、重合速度を高め、良好な吸水能を有する重合体を得る観点から、20〜120℃が好ましく、40〜100℃がより好ましい。モノマー又はその水溶液の温度は、0〜100℃が好ましく、10〜40℃がより好ましい。 The polymerization temperature in the polymerization of the monomer is preferably 20 to 120 ° C and more preferably 40 to 100 ° C from the viewpoint of increasing the polymerization rate and obtaining a polymer having good water absorption ability. 0-100 degreeC is preferable and, as for the temperature of a monomer or its aqueous solution, 10-40 degreeC is more preferable.
モノマーの重合に際し、重合に悪影響を与えない範囲で各種添加剤をモノマー中に共存させて重合することができる。かかる添加剤の具体例としては、澱粉−セルロ−ス、澱粉−セルロ−スの誘導体、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸(塩)、ポリアクリル酸(塩)架橋体、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン等の分散助剤やキノン類などの重合禁止剤、連鎖移動剤、キレート剤等である。 In the polymerization of the monomer, various additives can be allowed to coexist in the monomer as long as the polymerization is not adversely affected. Specific examples of such additives include starch-cellulose, starch-cellulose derivatives, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid (salt), cross-linked polyacrylic acid (salt), polyethylene glycol, polyvinylpyrrolidone, and the like. Polymerization inhibitors such as auxiliaries and quinones, chain transfer agents, chelating agents and the like.
架橋重合体(A)は、通液性向上等の観点から、その表面が、更に表面処理剤により処理されていてもよい。 The surface of the crosslinked polymer (A) may be further treated with a surface treating agent from the viewpoint of improving liquid permeability.
表面処理剤としては、例えば、硫酸アルミニウム、カリウム明礬、アンモニウム明礬、ナトリウム明礬、(ポリ)塩化アルミニウム、これらの水和物などの多価金属化合物;ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミンなどのポリカチオン化合物;メチルシロキサン(メチコンとも呼ばれる)、ジメチルシロキサン(ジメチコンとも呼ばれる)、ポリエーテル変性シリコーン、アミノ変性シリコーンなどのシリコーン化合物;シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、ベントナイトなどの無機粒子などが挙げられ、これらの1種のみ用いても良いし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the surface treatment agent include polyvalent metal compounds such as aluminum sulfate, potassium alum, ammonium alum, sodium alum, (poly) aluminum chloride, and hydrates thereof; polycations such as polyethyleneimine, polyvinylamine, and polyallylamine Compound: Silicone compound such as methylsiloxane (also called methicone), dimethylsiloxane (also called dimethicone), polyether-modified silicone, amino-modified silicone; inorganic particles such as silica, alumina, titanium oxide, zinc oxide, bentonite, etc. Only one of these may be used, or two or more may be used in combination.
これらの中でも、シリカなどの無機粒子が、架橋重合体の吸水速度や通液性を向上させる点で好ましい。 Among these, inorganic particles such as silica are preferable in terms of improving the water absorption rate and liquid permeability of the crosslinked polymer.
表面処理剤による架橋重合体の表面処理は、架橋前、同時、架橋後のいずれに行っても良いが、本発明の効果をより発揮するために、架橋後であることが好ましい。表面処理剤の添加方法は、特に限定されず、ドライブレンドでもよいし、水溶液や分散液として添加しても良い。表面処理剤は、架橋重合体に対して、0.001〜10重量%の割合で用いることが好ましく、0.01〜5重量%の割合で用いることがより好ましい。 The surface treatment of the crosslinked polymer with the surface treating agent may be performed before the crosslinking, at the same time, or after the crosslinking, but is preferably after the crosslinking in order to further exert the effects of the present invention. The method for adding the surface treatment agent is not particularly limited, and dry blending may be used, or an aqueous solution or dispersion may be added. The surface treating agent is preferably used in a proportion of 0.001 to 10% by weight, more preferably 0.01 to 5% by weight, based on the crosslinked polymer.
以上のようにして製造した架橋重合体(A)は、重合後、必要に応じ通常の後処理、例えば、共沸脱水、デカンテーションや遠心分離による溶媒の除去、減圧乾燥機、流動乾燥機などの手段を用いた乾燥、粉砕処理、造粒処理を施す等して、所望の重合体として得ることができる。 The crosslinked polymer (A) produced as described above is polymerized and then subjected to usual post-treatment as necessary, for example, azeotropic dehydration, solvent removal by decantation or centrifugation, vacuum dryer, fluid dryer, etc. The desired polymer can be obtained by performing drying, pulverization treatment, granulation treatment, etc. using the above means.
架橋重合体(A)は、上記のような製造方法により得られるが、不飽和カルボン酸又はその塩由来の構成単位を含むものが好ましく、ポリ(メタ)アクリル酸(塩)系架橋重合体がより好ましい。特に(メタ)アクリル酸及び/又はその塩由来の構成単位の含有量が全構成単位中50〜100モル%のものが好ましく、70〜100モル%のものがより好ましく、90〜100モル%のものが更に好ましい。また、重合体中の酸基は、その25〜100モル%が中和されていることが好ましく、50〜99モル%が中和されていることがより好ましく、55〜80モル%が中和されていることが更に好ましい。塩としてはナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩、エタノールアミン塩(モノ体、ジ体、若しくはトリ体を含む)などの1種又は2種以上を例示する事ができる。塩を形成させるための酸基の中和は、重合前にモノマーの状態で行っても良いし、あるいは重合途中や重合後に重合体の状態で行っても良いし、それらを併用してもよい。 The crosslinked polymer (A) can be obtained by the production method as described above, but preferably contains a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid or a salt thereof, and a poly (meth) acrylic acid (salt) -based crosslinked polymer is used. More preferred. In particular, the content of the structural unit derived from (meth) acrylic acid and / or its salt is preferably 50 to 100 mol%, more preferably 70 to 100 mol%, and 90 to 100 mol% of all the structural units. More preferred. The acid group in the polymer is preferably neutralized in an amount of 25 to 100 mol%, more preferably 50 to 99 mol%, and more preferably 55 to 80 mol%. More preferably. Examples of the salt include one or more of alkali metal salts such as sodium, potassium and lithium, ammonium salts, amine salts, ethanolamine salts (including mono-, di-, or tri-forms). . The neutralization of the acid group for forming the salt may be performed in the state of a monomer before polymerization, or may be performed in the state of a polymer during or after polymerization, or may be used in combination. .
[ケイ素化合物(B)]
本発明で用いられるケイ素化合物(B)は、アルコキシシラン(1)、その加水分解物及びこれらの重縮合物から選ばれる少なくとも1種である。
[Silicon compound (B)]
The silicon compound (B) used in the present invention is at least one selected from alkoxysilane (1), a hydrolyzate thereof, and a polycondensate thereof.
ケイ素化合物(B)は、架橋重合体(A)と化学結合する官能基を有さないものであり、運搬・輸送による衝突等の衝撃に耐えうる強い骨格を形成するものである。 The silicon compound (B) does not have a functional group that chemically bonds to the crosslinked polymer (A), and forms a strong skeleton that can withstand impacts such as collisions caused by transportation and transportation.
本発明に用いられるアルコキシシラン(1)において、R1及びR2は、それぞれ独立に、炭素数1〜6の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基又は炭素数2〜6の直鎖若しくは分岐鎖のアルケニル基を示すが、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、t-ブチル基等が、アルケニル基としては、ビニル基、アリル基等が挙げられる。なかでも、R2としては、加水分解により生じる副生成物の安全性、加水分解反応の反応性等の点から、エチル基が好ましい。また、反応後に生成するポリシロキサンの物性の点から、一般式(1)中のpは0〜2が好ましい。 In the alkoxysilane (1) used in the present invention, R 1 and R 2 are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a linear or branched chain having 2 to 6 carbon atoms. Although an alkenyl group is shown, examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group, an isobutyl group, and a t-butyl group. Examples of the alkenyl group include a vinyl group and an allyl group. . Among these, as R 2 , an ethyl group is preferable from the viewpoints of safety of by-products generated by hydrolysis, reactivity of hydrolysis reaction, and the like. Moreover, from the point of the physical property of the polysiloxane produced | generated after reaction, 0-2 are preferable for p in General formula (1).
アルコキシシラン(1)の好ましい例としては、テトラエトキシシラン、アルキル(アルキル基の炭素数1〜6)トリエトキシシラン、ジアルキル(アルキル基の炭素数1〜6)ジエトキシシラン等が挙げられる。これらアルコキシシラン(1)は、2種以上を併用することもできる。 Preferred examples of the alkoxysilane (1) include tetraethoxysilane, alkyl (alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) triethoxysilane, dialkyl (alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) diethoxysilane, and the like. Two or more of these alkoxysilanes (1) can be used in combination.
アルコキシシラン(1)は、加水分解により一般式(2)で表されるシラノール化合物(以下シラノール化合物(2)という)を与える。 The alkoxysilane (1) gives a silanol compound (hereinafter referred to as silanol compound (2)) represented by the general formula (2) by hydrolysis.
R1 pSi(OH)n(OR2)4-p-n (2)
〔式中、R1、R2及びpは前記と同じ意味を示し、nは1以上(4−p)以下の整数を示す。p個のR1および(4−p−n)個のR2は同一でも異なってもよい。〕
[吸水性架橋重合体及びその製造方法]
本発明の吸水性架橋重合体は、架橋重合体(A)とケイ素化合物(B)を含有する。本発明の吸水性架橋重合体中のケイ素化合物(B)の含有量は、架橋反応による反応性の点から、アルコキシシラン(1)の含有量として、架橋重合体(A)100重量部に対して、1重量部以上、特に3重量部以上が好ましく、また100重量部以下、さらに50重量部以下、特に30重量部以下が好ましい。
R 1 p Si (OH) n (OR 2 ) 4-pn (2)
[Wherein R 1 , R 2 and p represent the same meaning as described above, and n represents an integer of 1 or more and (4-p) or less. p R 1 and (4-p−n) R 2 may be the same or different. ]
[Water-absorbing crosslinked polymer and production method thereof]
The water-absorbing crosslinked polymer of the present invention contains a crosslinked polymer (A) and a silicon compound (B). The content of the silicon compound (B) in the water-absorbing crosslinked polymer of the present invention is as the content of the alkoxysilane (1) with respect to 100 parts by weight of the crosslinked polymer (A) from the viewpoint of reactivity due to the crosslinking reaction. 1 part by weight or more, particularly 3 parts by weight or more is preferable, 100 parts by weight or less, further 50 parts by weight or less, particularly 30 parts by weight or less are preferable.
本発明の吸水性架橋重合体は、例えば下記(i)及び(ii)に示す方法で製造することができる。
(i) 疎水性有機溶媒中に、架橋重合体(A)を浸漬させ、アルコキシシラン(1)と酸を添加して、アルコキシシラン(1)又はその加水分解物を架橋重合体(A)中に浸透させた後、重縮合させる方法。
(ii) 重合に不活性な疎水性有機溶媒中で、水溶性モノマーを含むモノマー成分を重合させて架橋重合体(A)を製造する際に、重合途中又は重合後にアルコキシシラン(1)と酸を添加する方法。
The water-absorbing crosslinked polymer of the present invention can be produced by, for example, the methods shown in the following (i) and (ii).
(I) The crosslinked polymer (A) is immersed in a hydrophobic organic solvent, the alkoxysilane (1) and an acid are added, and the alkoxysilane (1) or a hydrolyzate thereof is added to the crosslinked polymer (A). A method of allowing polycondensation after permeation into the gel.
(Ii) When producing a crosslinked polymer (A) by polymerizing a monomer component containing a water-soluble monomer in a hydrophobic organic solvent inert to the polymerization, alkoxysilane (1) and acid during or after the polymerization How to add.
上記方法において、架橋重合体(A)、又は架橋重合体(A)の製造途中に、アルコキシシラン(1)と酸を添加することにより、アルコキシシラン(1)が加水分解してシラノール化合物(2)となり、架橋重合体(A)中に浸透する。架橋重合体(A)中に浸透したシラノール化合物(2)は重縮合することにより、架橋重合体(A)中で、運搬・輸送による衝突等の衝撃に耐えうる強い骨格(インターカレーションポリマーネットワーク:IPN)を形成し、この構造により、良好な耐衝撃性、高い吸水性及び速い拡散性を有することが出来る。 In the above method, by adding an alkoxysilane (1) and an acid during the production of the crosslinked polymer (A) or the crosslinked polymer (A), the alkoxysilane (1) is hydrolyzed to produce a silanol compound (2 And penetrates into the crosslinked polymer (A). The silanol compound (2) that has penetrated into the cross-linked polymer (A) undergoes polycondensation, so that the cross-linked polymer (A) has a strong skeleton (intercalation polymer network) that can withstand impacts such as collisions caused by transportation and transportation. : IPN), this structure can have good impact resistance, high water absorption and fast diffusivity.
上記方法において、アルコキシシラン(1)又はその加水分解物が架橋重合体(A)中に浸透した後の重縮合の温度は、特に制限はないが、0〜120℃が好ましい。また、アルコキシシラン(1)の添加量は、良好な耐衝撃性を得る観点から、架橋重合体(A)又は架橋重合体(A)を構成するモノマー成分100重量部に対し、1重量部以上が好ましく、3重量部以上がより好ましく、また100重量部以下が好ましく、50重量部以下がより好ましく、30重量部以下が更に好ましい。 In the above method, the polycondensation temperature after the alkoxysilane (1) or a hydrolyzate thereof has permeated into the crosslinked polymer (A) is not particularly limited, but is preferably 0 to 120 ° C. Moreover, the addition amount of alkoxysilane (1) is 1 weight part or more with respect to 100 weight part of monomer components which comprise a crosslinked polymer (A) or a crosslinked polymer (A) from a viewpoint of obtaining favorable impact resistance. 3 parts by weight or more is more preferable, 100 parts by weight or less is preferable, 50 parts by weight or less is more preferable, and 30 parts by weight or less is still more preferable.
上記方法において、疎水性有機溶媒としては、前記の[架橋重合体(A)]の欄に記載した疎水性有機溶媒が挙げられる。 In the above method, examples of the hydrophobic organic solvent include the hydrophobic organic solvents described in the above-mentioned column of [Crosslinked Polymer (A)].
上記方法において用いられる酸は、アルコキシシラン(1)の加水分解反応、重縮合反応の触媒として働くものであり、有機酸でも無機酸でも良い。酸としては、その第1解離指数(pKa1)が−10〜5の範囲にある有機酸又は無機酸が好ましい。 The acid used in the above method serves as a catalyst for hydrolysis reaction and polycondensation reaction of alkoxysilane (1), and may be an organic acid or an inorganic acid. As the acid, an organic acid or an inorganic acid having a first dissociation index (pKa1) in the range of −10 to 5 is preferable.
酸の具体例としては、塩酸(pKa=−8)、硫酸(pKa=1.99)、リン酸(pKa=2.15、7.20、12.35)等の無機酸;シュウ酸(pKa=1.04、3.82)、マレイン酸(pKa=1.75、5.83)、酒石酸(pKa=2.82、3.96)、フマル酸(pKa=2.85、4.10)、クエン酸(pKa=2.90、4.34)、リンゴ酸(pKa=3.24、4.71)、コハク酸(pKa=4.00、5.24)、ギ酸(pKa=3.55)、乳酸(pKa=3.66)、アジピン酸(pKa=4.26、5.03)、酢酸(pKa=4.56)、プロピオン酸(pKa=4.67)等の有機酸を例示することができるが、pH調整が容易な点から、第1解離定数(pKa1)が2.9〜5.0、特に3.5〜5.0の範囲にある有機酸が好ましい。 Specific examples of acids include inorganic acids such as hydrochloric acid (pKa = -8), sulfuric acid (pKa = 1.99), phosphoric acid (pKa = 2.15, 7.20, 12.35); oxalic acid (pKa = 1.04, 3.82), maleic acid (PKa = 1.75, 5.83), tartaric acid (pKa = 2.82, 3.96), fumaric acid (pKa = 2.85, 4.10), citric acid (pKa = 2.90, 4.34), malic acid (pKa = 3.24, 4.71), succinic acid ( Organic acids such as pKa = 4.00, 5.24), formic acid (pKa = 3.55), lactic acid (pKa = 3.66), adipic acid (pKa = 4.26, 5.03), acetic acid (pKa = 4.56), propionic acid (pKa = 4.67) An organic acid having a first dissociation constant (pKa1) in the range of 2.9 to 5.0, particularly 3.5 to 5.0 is preferable from the viewpoint of easy pH adjustment.
酸の量は、アルコキシシラン(1)の縮合反応を抑制する観点から、アルコキシシラン(1)に対し、0.001〜10重量%、更に0.001〜5重量%が好ましい。 The amount of the acid is preferably 0.001 to 10% by weight, more preferably 0.001 to 5% by weight, based on the alkoxysilane (1) from the viewpoint of suppressing the condensation reaction of the alkoxysilane (1).
上記方法において、アルコキシシラン(1)と酸を添加する際には、水又は水溶性有機溶剤の溶液(以下添加溶液という)として添加することが好ましい。添加溶液中のアルコキシシラン(1)濃度は、縮合反応をコントロールする観点から、5〜95重量%が好ましく、10〜80重量%がより好ましく、20〜70重量%が更に好ましい。 In the above method, when the alkoxysilane (1) and the acid are added, it is preferably added as a solution of water or a water-soluble organic solvent (hereinafter referred to as an additive solution). The concentration of alkoxysilane (1) in the added solution is preferably 5 to 95% by weight, more preferably 10 to 80% by weight, and still more preferably 20 to 70% by weight, from the viewpoint of controlling the condensation reaction.
添加溶液に用いられる水溶性有機溶剤としては、アルコキシシラン(1)と混合した際に均一に溶解するものが好ましく、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノエチルエーテル、アセトン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジアセトンアルコール等を例示することができる。 The water-soluble organic solvent used in the additive solution is preferably one that dissolves uniformly when mixed with the alkoxysilane (1), such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, ethylene glycol, Examples include propylene glycol, ethylene glycol monoethyl ether, acetone, diethyl ether, tetrahydrofuran, diacetone alcohol and the like.
また添加溶液には、アルコキシシラン(1)の良好な分散性及びアルコキシシラン(1)の加水分解反応の促進のために、界面活性剤を含有することが好ましい。界面活性剤としては、非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤のいずれも使用することができる。 The additive solution preferably contains a surfactant in order to promote good dispersibility of the alkoxysilane (1) and the hydrolysis reaction of the alkoxysilane (1). As the surfactant, any of a nonionic surfactant, an anionic surfactant, a cationic surfactant, and an amphoteric surfactant can be used.
非イオン界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル、高級脂肪酸ショ糖エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、高級脂肪酸モノ又はジエタノールアミド、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、アルキルサッカライド系界面活性剤、アルキルアミンオキサイド、アルキルアミドアミンオキサイド等が挙げられる。これらのうち、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油が好ましく、ポリオキシエチレンアルキルエーテルが特に好ましい。 Nonionic surfactants include polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyalkylene alkenyl ether, higher fatty acid sucrose ester, polyglycerin fatty acid ester, higher fatty acid mono- or diethanolamide, polyoxyethylene hydrogenated castor oil, polyoxyethylene sorbitan fatty acid Examples thereof include esters, polyoxyethylene sorbite fatty acid esters, alkyl saccharide surfactants, alkyl amine oxides, and alkyl amido amine oxides. Of these, polyoxyalkylene alkyl ether and polyoxyethylene hydrogenated castor oil are preferable, and polyoxyethylene alkyl ether is particularly preferable.
陰イオン界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル又はアルケニルエーテル硫酸塩、アルキル又はアルケニル硫酸塩、オレフィンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、飽和又は不飽和脂肪酸塩、アルキル又はアルケニルエーテルカルボン酸塩、α−スルホン脂肪酸塩、N−アシルアミノ酸型界面活性剤、リン酸モノ又はジエステル型界面活性剤、スルホコハク酸エステル等が挙げられる。陰イオン界面活性剤の対イオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオン;カルシウムイオン、マグネシウムイオン等のアルカリ土類金属イオン;アンモニウムイオン;炭素数2又は3のアルカノール基を1〜3個有するアルカノールアミン(例えばモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン等)を挙げることができる。 Anionic surfactants include alkyl benzene sulfonate, alkyl or alkenyl ether sulfate, alkyl or alkenyl sulfate, olefin sulfonate, alkane sulfonate, saturated or unsaturated fatty acid salt, alkyl or alkenyl ether carboxylate , Α-sulfone fatty acid salt, N-acylamino acid type surfactant, phosphoric acid mono- or diester type surfactant, sulfosuccinic acid ester and the like. Counter ions of the anionic surfactant include alkali metal ions such as sodium ions and potassium ions; alkaline earth metal ions such as calcium ions and magnesium ions; ammonium ions; alkanol groups having 2 or 3 carbon atoms are 1-3 Examples thereof include alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and triisopropanolamine.
陽イオン界面活性剤としては、第4級アンモニウム塩型界面活性剤が挙げられ、モノ長鎖アルキル(アルキル基の炭素数16〜24)型第4級アンモニウム塩が好ましい。具体的には、塩化セチルトリメチルアンモニウム、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化アラキルトリメチルアンモニウム、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウム等が挙げられ、特に塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウムが好ましい。 Examples of the cationic surfactant include a quaternary ammonium salt type surfactant, and a mono long chain alkyl (alkyl group having 16 to 24 carbon atoms) type quaternary ammonium salt is preferable. Specific examples include cetyltrimethylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride, aralkyltrimethylammonium chloride, and behenyltrimethylammonium chloride. Stearyltrimethylammonium chloride and behenyltrimethylammonium chloride are particularly preferable.
両性界面活性剤としてはイミダゾリン系、カルボベタイン系、アミドベタイン系、スルホベタイン系、ヒドロキシスルホベタイン系、アミドスルホベタイン系等が挙げられる。 Examples of amphoteric surfactants include imidazoline series, carbobetaine series, amide betaine series, sulfobetaine series, hydroxysulfobetaine series, and amide sulfobetaine series.
これらの界面活性剤のうち、良好な分散性を得る観点から、HLB9〜15、特に11〜14の非イオン界面活性剤が好ましい。なお、ここでのHLBは、グリフィンの方法による計算値を示す。 Among these surfactants, from the viewpoint of obtaining good dispersibility, nonionic surfactants of HLB 9 to 15, particularly 11 to 14 are preferred. In addition, HLB here shows the calculated value by the Griffin method.
界面活性剤は、2種以上を組み合わせて使用することもでき、界面活性剤の添加量は、混合時の乳化、加水分解の促進の点から、アルコキシシラン(1)に対し、0.01〜25重量%が好ましく、0.1〜10重量%がより好ましい。 Surfactants can also be used in combination of two or more, and the addition amount of the surfactant is 0.01 to from the viewpoint of emulsification during mixing and acceleration of hydrolysis to the alkoxysilane (1). 25 weight% is preferable and 0.1-10 weight% is more preferable.
上記(i)の方法においては、水を存在させておいても良い。水の量は特に制限はないが、架橋重合体(A)100重量部に対して、0〜120重量部が好ましい。 In the method (i), water may be present. Although there is no restriction | limiting in particular in the quantity of water, 0-120 weight part is preferable with respect to 100 weight part of a crosslinked polymer (A).
上記(ii)の方法において、アルコキシシラン(1)と酸を添加する時期は、モノマー成分の仕込量が全モノマー量の0〜100%の間でよいが、モノマー成分の仕込量が全モノマー量の50〜100%の間に添加することが好ましい。更に、架橋剤を添加する前に、アルコキシシラン(1)と酸を添加すると、架橋構造が形成される前に、アルコキシシラ(1)の加水分解及び重縮合によるIPN構造を、架橋重合体(A)の内部まで構築させることができるので好ましい。 In the method (ii), the alkoxysilane (1) and the acid may be added at a time when the monomer component is charged in an amount of 0 to 100% of the total monomer amount. It is preferable to add between 50 and 100%. Further, when the alkoxysilane (1) and the acid are added before the crosslinking agent is added, the IPN structure by hydrolysis and polycondensation of the alkoxysila (1) is converted into a crosslinked polymer (1) before the crosslinked structure is formed. A) is preferable because it can be built up to the inside.
本発明の吸水性架橋重合体の形状は特に限定されず、シート状、粒子状等が挙げられるが、粒子状が好ましい。 The shape of the water-absorbing crosslinked polymer of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a sheet shape and a particle shape, but a particle shape is preferable.
本発明の吸水性架橋重合体は、優れた通液性、吸水量、吸水速度を得る観点及び実使用の場面において例えば人体に触れた場合に不快感を与えない観点から、例えば、さらに分級することなどによって、平均粒径を1〜5000μm、更に100〜1000μm、より更に200〜550μm、特に270〜420μmに調整することが好ましい。
なお、本発明の吸水性架橋重合体の平均粒径は、実施例に示す方法により測定した値である。
The water-absorbing crosslinked polymer of the present invention is further classified, for example, from the viewpoint of obtaining excellent liquid permeability, water absorption, water absorption speed, and from the viewpoint of not causing discomfort when touching the human body in actual use situations. For example, the average particle size is preferably adjusted to 1 to 5000 μm, more preferably 100 to 1000 μm, even more preferably 200 to 550 μm, and particularly preferably 270 to 420 μm.
In addition, the average particle diameter of the water-absorbing crosslinked polymer of the present invention is a value measured by the method shown in the examples.
本発明の吸水性架橋重合体の嵩比重は、優れた通液性、吸水量、吸水速度を得る観点から、0.1〜0.9g/mLの範囲が好ましく、0.30〜0.88g/mLの範囲がより好ましい。
なお、本発明の吸水性架橋重合体の嵩比重は、実施例に示す方法により測定した値である。
The bulk specific gravity of the water-absorbent crosslinked polymer of the present invention is preferably in the range of 0.1 to 0.9 g / mL, from the viewpoint of obtaining excellent liquid permeability, water absorption, and water absorption speed, and 0.30 to 0.88 g. The range of / mL is more preferable.
The bulk specific gravity of the water-absorbent crosslinked polymer of the present invention is a value measured by the method shown in the examples.
本発明の吸水性架橋重合体の吸水量は、おむつ等の吸収体当たりの吸水性架橋重合体の使用量を抑え、例えば、おむつ等が厚くなるのを抑制する観点から、20g/g以上が好ましく、25g/g以上がより好ましい。
なお、本発明の吸水性架橋重合体の吸水量は、実施例に示す方法により測定した値である。
The water absorption amount of the water-absorbing crosslinked polymer of the present invention is 20 g / g or more from the viewpoint of suppressing the use amount of the water-absorbing crosslinked polymer per absorber such as diapers, for example, suppressing the diapers and the like from becoming thick. Preferably, 25 g / g or more is more preferable.
The water absorption of the water-absorbing crosslinked polymer of the present invention is a value measured by the method shown in the examples.
本発明の吸水性架橋重合体の吸水速度は、尿等を素早く吸収し、漏れを防止する観点から、10mL/分以上が好ましく、15mL/分以上がより好ましく、20mL/分以上が更に好ましく、30mL/分以上がより更に好ましい。
なお、本発明の吸水性架橋重合体の吸水速度は、実施例に示す方法により測定した値である。
The water absorption rate of the water-absorbent crosslinked polymer of the present invention is preferably 10 mL / min or more, more preferably 15 mL / min or more, still more preferably 20 mL / min or more, from the viewpoint of quickly absorbing urine and preventing leakage. 30 mL / min or more is even more preferable.
The water absorption rate of the water-absorbing crosslinked polymer of the present invention is a value measured by the method shown in the examples.
本発明の吸水性架橋重合体の加圧下通液速度は、膨潤した吸水性架橋重合体によるゲルブロッキング(ゲル粒子の目詰まり)を抑制して尿等を素早く拡散し、漏れを防止する観点から、40mL/分以上が好ましく、60mL/分以上がより好ましく、70mL/分以上が更に好ましい。 From the viewpoint of preventing leakage by suppressing the gel blocking (clogging of gel particles) caused by the swollen water-absorbing crosslinked polymer, the liquid-absorbing cross-linking speed of the water-absorbing crosslinked polymer of the present invention is quickly diffused. 40 mL / min or more is preferable, 60 mL / min or more is more preferable, and 70 mL / min or more is still more preferable.
また、本発明の吸水性架橋重合体は、運搬・輸送による衝突等の衝撃に起因する通液速度の著しい低下を受けず、良好な耐衝撃性を得るために、以下の実施例に示すラボ衝撃実験後の吸水量が、好ましくは20g/g以上、より好ましくは25g/g以上であり、吸水速度が、好ましくは10mL/分以上、より好ましくは15mL/分、更に好ましくは20mL/分以上であり、加圧下通液速度が、好ましくは40mL/分以上であることが望ましい。 In addition, the water-absorbing crosslinked polymer of the present invention is not subjected to a significant decrease in the liquid passing speed due to impacts such as collisions caused by transportation and transportation, and in order to obtain good impact resistance, the lab shown in the following examples The amount of water absorption after the impact experiment is preferably 20 g / g or more, more preferably 25 g / g or more, and the water absorption rate is preferably 10 mL / min or more, more preferably 15 mL / min, further preferably 20 mL / min or more. It is desirable that the liquid passing rate under pressure is preferably 40 mL / min or more.
本発明の吸水性架橋重合体は、平均粒径が1〜5000μm、嵩比重が0.1〜0.9g/mL、吸水量(対生理食塩水)が20g/g以上、吸水速度が10mL/分以上、加圧下通液速度(対生理食塩水)が40mL/分以上であるといった5つの物性をバランス良く保つことにより、吸水性樹脂粒子としての効果を十分に発揮できる。さらに、吸水性架橋重合体の運搬・輸送による衝突等の衝撃を緩和し、良好な耐衝撃性を得ることができる。 The water-absorbing crosslinked polymer of the present invention has an average particle size of 1 to 5000 μm, a bulk specific gravity of 0.1 to 0.9 g / mL, a water absorption amount (with respect to physiological saline) of 20 g / g or more, and a water absorption rate of 10 mL / mL. By maintaining the five physical properties in a well-balanced manner such that the liquid passing rate under pressure (with respect to physiological saline) is 40 mL / min or more for a minute or more, the effect as the water-absorbent resin particles can be sufficiently exhibited. Furthermore, impact such as collision caused by transportation / transport of the water-absorbing crosslinked polymer can be reduced, and good impact resistance can be obtained.
このため、本発明の吸水性架橋重合体は、幼児用、大人用もしくは失禁者用の紙おむつ(使い捨ておむつ)又は婦人用の生理用ナプキン等の衛生用品の吸収体、簡易トイレ用の吸水剤、廃液の固化剤、農業用保水剤などの用途に好適に用いられ、特におむつなどの衛生材料の吸収体に含有される高吸水性樹脂等として好適に用いることができる。 Therefore, the water-absorbent crosslinked polymer of the present invention is an absorbent for hygiene articles such as disposable diapers for infants, adults or incontinent (disposable diapers) or sanitary napkins for women, a water-absorbing agent for simple toilets, It is suitably used for applications such as a solidifying agent for waste liquids and a water retention agent for agriculture, and can be suitably used as a highly water-absorbing resin contained in an absorbent material for sanitary materials such as diapers.
以下に、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。例中「%」、「部」は特に説明が無い場合には、全て「重量%」、「重量部」である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. In the examples, “%” and “parts” are “% by weight” and “parts by weight” unless otherwise specified.
なお、実施例及び比較例で行った物性の測定方法は次の通りである。 In addition, the measuring method of the physical property performed in the Example and the comparative example is as follows.
・平均粒径の測定法
重合体粒子100gをJIS Z−8801−1982準拠のフルイを用いて分級し、各フラクションの重量分率より平均粒径を求めた。
-Measuring method of average particle diameter 100g of polymer particles were classified using the sieve based on JISZ-8801-1982, and the average particle diameter was calculated | required from the weight fraction of each fraction.
・嵩比重の測定法
筒井理化学器械(株)製カサ比重測定器(JIS K−3362)を用いて、重合体粒子のゆるめ嵩比重を求めた。
-Measurement method of bulk specific gravity The loose bulk specific gravity of the polymer particles was determined using a casa specific gravity measuring instrument (JIS K-3362) manufactured by Tsutsui Rika Instruments Co., Ltd.
・吸水量の測定法
重合体粒子1gを生理食塩水(0.9%NaCl水溶液、大塚製薬製)150mLで30分間膨潤させた後、250メッシュの不織布袋に入れ、遠心分離機にて143Gで10分間脱水し、脱水後の総重量(全体重量)を測定する。そして、次式(3)に従って、遠心脱水後の保持量を測定する。
Measurement method of water absorption After 1 g of polymer particles were swelled with 150 mL of physiological saline (0.9% NaCl aqueous solution, manufactured by Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd.) for 30 minutes, they were placed in a 250 mesh non-woven bag and 143 G with a centrifuge. Dehydrate for 10 minutes and measure the total weight (total weight) after dehydration. Then, the retained amount after centrifugal dehydration is measured according to the following equation (3).
ここで、不織布袋液残り量=(遠心脱水後の不織布重量)−(不織布袋重量)である。
なお、吸水量の測定は下記のラボ衝撃実験前後の重合体粒子について行った。
Here, the remaining amount of nonwoven fabric bag liquid = (weight of nonwoven fabric after centrifugal dehydration) − (weight of nonwoven fabric bag).
The water absorption was measured for the polymer particles before and after the following laboratory impact experiment.
・吸水速度の測定法
100mLのガラスビーカーに、生理食塩水(0.9重量%塩化ナトリウム水)50mLとマグネチックスターラーチップ(中央部直径8mm、両端部直径7mm、長さ30mmで、表面がフッ素樹脂コーティングされているもの)を入れ、ビーカーをマグネチックスターラー(アズワン製HPS−100)に載せる。マグネチックスターラーの回転数を600±5rpmに調整し、生理食塩水を攪拌させる。測定試料である重合体粒子2.0gを、攪拌中の食塩水の渦の中心部で液中に投入し、JIS K 7224(1996)に準拠して該重合体粒子の吸水速度(秒)を測定する。具体的には、重合体粒子のビーカーへの投入が完了した時点でストップウォッチをスタートさせ、スターラーチップが試験液に覆われた時点(渦が消え、液表面が平らになった時点)でストップウォッチを止め、その時間T(秒)を測定する。ボルテックス法による吸水速度として記録する(=1500/T(mL/min))。測定はn=5測定し、上下各1点の値を削除し、残る3点の平均値を測定値とした。尚、これらの測定は23±2℃、湿度50±5%で行い、測定の前に資料を同環境で24時間以上保存した上で測定する。
なお、吸水速度の測定は下記のラボ衝撃実験前後の重合体粒子について行った。
・ Measurement method of water absorption speed In a 100 mL glass beaker, 50 mL of physiological saline (0.9 wt% sodium chloride water) and a magnetic stirrer chip (center diameter 8 mm, both ends diameter 7 mm, length 30 mm, surface is fluorine) The resin beaker is placed, and the beaker is placed on a magnetic stirrer (HPS-100 manufactured by ASONE). The rotational speed of the magnetic stirrer is adjusted to 600 ± 5 rpm, and the physiological saline is stirred. 2.0 g of polymer particles as a measurement sample are put into the liquid at the center of the vortex of the saline solution being stirred, and the water absorption rate (seconds) of the polymer particles is determined according to JIS K 7224 (1996). taking measurement. Specifically, the stopwatch is started when the introduction of polymer particles into the beaker is completed, and stopped when the stirrer tip is covered with the test liquid (when the vortex disappears and the liquid surface becomes flat). Stop the watch and measure the time T (seconds). Recorded as the rate of water absorption by the vortex method (= 1500 / T (mL / min)). In the measurement, n = 5 was measured, the values at each of the upper and lower points were deleted, and the average value of the remaining three points was taken as the measured value. These measurements are performed at 23 ± 2 ° C. and humidity 50 ± 5%, and are measured after storing the materials in the same environment for 24 hours or more before the measurement.
The water absorption rate was measured on polymer particles before and after the following laboratory impact experiment.
・加圧下通液速度の測定法
100mLのガラスビーカーに、測定試料である重合体粒子0.32±0.005gを膨潤するに十分な量の生理食塩水(0.9重量%塩化ナトリウム水)、例えば重合体粒子の飽和吸収量の5倍以上の生理食塩水に浸して30分間放置する。
・ Measurement method of liquid flow rate under pressure In a 100 mL glass beaker, a sufficient amount of physiological saline (0.9 wt% sodium chloride water) to swell polymer particles 0.32 ± 0.005 g as a measurement sample For example, it is immersed in a physiological saline 5 times or more of the saturated absorption amount of the polymer particles and left for 30 minutes.
別途、垂直に立てた円筒(内径25.4mm)の開口部の下端に、フィルター(目開き80〜100μm、バイオカラム焼結ステンレスフィルター)と、コック(内径2mm)付き細管(内径4mm、長さ8cm)とが備えられた濾過円筒管を用意し、コックを閉鎖した状態で該円筒管内に、膨潤した測定試料を含む上記ビーカーの内容物全てを投入する。コックを開いて濾過円筒管内の液面を60mLの目盛り線より5cm上に調整する。次いで、目開きが150μmで直径が25mmである金網を先端に備えた直径2mmの円柱棒を濾過円筒管内に挿入して、該金網と測定試料とが接するようにし、更に測定試料に2.0kPaの荷重が加わるようおもりを載せる。この状態で1分間放置した後、コックを開いて液を流し、濾過円筒管内の液面が60mLの目盛り線から40mLの目盛り線に達する(つまり20mLの液が通過する)までの時間(T1)(秒)をストップウォッチで計測する。計測された時間T1(秒)を用い、次式から2.0kPaでの通液速度を算出する。尚、式中、T0(秒)は、濾過円筒管内に測定試料を入れないで、生理食塩水20mLが金網を通過すのに要する時間を計測した値である。 Separately, a narrow tube (inner diameter 4 mm, length) with a filter (inner diameter 80 to 100 μm, biocolumn sintered stainless steel filter) and a cock (inner diameter 2 mm) at the lower end of a vertically standing cylinder (inner diameter 25.4 mm). 8 cm), and the contents of the beaker including the swollen measurement sample are put into the cylindrical tube with the cock closed. Open the cock and adjust the liquid level in the filtration cylinder to 5 cm above the 60 mL scale line. Next, a cylindrical rod having a diameter of 2 mm with a wire mesh having an opening of 150 μm and a diameter of 25 mm is inserted into the filtration cylindrical tube so that the wire mesh and the measurement sample are in contact with each other. Place a weight so that the load of. After standing in this state for 1 minute, the cock is opened to allow the liquid to flow, and the time until the liquid level in the filtration cylindrical tube reaches the 40 mL scale line from the 60 mL scale line (that is, 20 mL of liquid passes) (T 1 ) (Seconds) is measured with a stopwatch. Using the measured time T 1 (seconds), the flow rate at 2.0 kPa is calculated from the following equation. In the equation, T 0 (seconds) is a value obtained by measuring the time required for 20 mL of physiological saline to pass through the wire mesh without putting a measurement sample in the filtration cylindrical tube.
通液速度(mL/min)=20×60/(T1−T0)
上記式で得られた値を円筒内の膨潤した重合体粒子層の厚みで除して、20mmあたりの値に換算して加圧下通液速度とする。測定は5回行い(n=5)、上下各1点の値を削除し、残る3点の平均値を測定値とした。
なお、加圧下通液速度の測定は下記のラボ衝撃実験前後の重合体粒子について行った。
Flow rate (mL / min) = 20 × 60 / (T 1 −T 0 )
The value obtained by the above formula is divided by the thickness of the swollen polymer particle layer in the cylinder, and converted to a value per 20 mm to obtain a liquid passing rate under pressure. The measurement was performed 5 times (n = 5), the values at each of the upper and lower points were deleted, and the average value of the remaining three points was taken as the measured value.
In addition, the measurement of the liquid flow rate under pressure was performed on the polymer particles before and after the following laboratory impact experiment.
<ラボ衝撃実験>
50mLのスクリュー管に、測定試料である重合体粒子5.00g、10mmのジルコニアビーズ12個(約47g)を入れ、蓋を閉めて、入江商会製卓上型ビーズミル(V−1型)に載せた。5分間ビーズミル処理により重合体粒子に衝撃を与えた後、重合体粒子を取り出し、ラボ衝撃実験後の重合体粒子とした。
<Lab impact experiment>
In a 50 mL screw tube, 5.00 g of polymer particles as measurement samples and 12 10 mm zirconia beads (about 47 g) were placed, the lid was closed, and the sample was placed on a desktop bead mill (V-1 type) manufactured by Irie Shokai. . After impacting the polymer particles by a bead mill treatment for 5 minutes, the polymer particles were taken out and used as polymer particles after a laboratory impact experiment.
実施例1
撹拌機,還流冷却管,モノマー滴下口,窒素ガス導入管,温度計を取り付けたSUS304製5L反応容器(アンカー翼使用)に分散剤として花王(株)エマール20C(ポリオキシエチレン(EO平均付加モル数3)アルキル(C12))エーテル硫酸エステルNa)を0.1%[対アクリル酸重量]を仕込み、重合溶媒シクロヘキサン1600mLを加えた。溶存酸素を追い出す目的で窒素ガスを吹き込み、アンカー翼を300r/minで撹拌し、内温76℃まで昇温した。
Example 1
Kao Co., Ltd. Emar 20C (Polyoxyethylene (EO average addition mole) as a dispersant in a SUS304 5L reaction vessel (using anchor blades) equipped with a stirrer, reflux condenser, monomer dropping port, nitrogen gas inlet tube, thermometer Formula 3) 0.1% [weight of acrylic acid] of alkyl (C12) ether sulfate ester Na) was charged, and 1600 mL of polymerization solvent cyclohexane was added. Nitrogen gas was blown for the purpose of expelling dissolved oxygen, the anchor blade was stirred at 300 r / min, and the internal temperature was raised to 76 ° C.
一方、2L三つ口フラスコ中に、東亞合成(株)製80%アクリル酸506.2g、イオン交換水216.5gを仕込み、氷冷しながら旭硝子(株)製48%苛性ソーダ水溶液330.8gを滴下し、モノマー水溶液としてのアクリル酸ナトリウム水溶液1053.5gを得た。このモノマー水溶液に、N−アシル化グルタミン酸ソーダ(味の素ヘルシーサプライ(株)製、商品名 アミソフトGS−11F)0.175gをイオン交換水3.13gに溶解させたものを添加し、暫く撹拌した後、264g、264g、528gに三分割した。 Meanwhile, in a 2 L three-necked flask, 506.2 g of 80% acrylic acid manufactured by Toagosei Co., Ltd. and 216.5 g of ion exchange water were charged, and 330.8 g of 48% caustic soda aqueous solution manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. was cooled with ice. The solution was added dropwise to obtain 1053.5 g of a sodium acrylate aqueous solution as a monomer aqueous solution. To this aqueous monomer solution, 0.175 g of N-acylated glutamic acid sodium (Ajinomoto Healthy Supply Co., Ltd., trade name Amisoft GS-11F) dissolved in 3.13 g of ion-exchanged water was added and stirred for a while. It was divided into 264 g, 264 g, and 528 g.
次いで、和光純薬工業(株)製2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド(商品名V−50)0.1224g、花王(株)製ポリエチレングリコール(PEG6000)0.204g、イオン交換水14.0gを混合溶解し、開始剤(A)水溶液を調製した。また、和光純薬工業(株)製過硫酸ナトリウム0.49gをイオン交換水10.4gに溶解し、開始剤(B)水溶液を調製した。さらに、クエン酸チタン水溶液(クエン酸/Tiモル比2.0、Ti量0.03%[対アクリル酸])を調製した。 Next, 0.1224 g of 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (trade name V-50) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 0.204 g of polyethylene glycol (PEG 6000) manufactured by Kao Corporation, ion 14.0 g of exchange water was mixed and dissolved to prepare an initiator (A) aqueous solution. Moreover, Wako Pure Chemical Industries Ltd. sodium persulfate 0.49g was melt | dissolved in ion-exchange water 10.4g, and initiator (B) aqueous solution was prepared. Furthermore, a titanium citrate aqueous solution (citric acid / Ti molar ratio 2.0, Ti amount 0.03% [to acrylic acid]) was prepared.
アジピン酸(シグマアルドリッチジャパン(株)製)1.5g、イオン交換水138.5g、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン108)10gを混合して溶液を調製した(酸溶液(A))。メチルトリエトキシシラン(東京化成工業(株)製MTEOS)50gと、酸溶液(A)150gを激しく混合し、均一溶液とした(以下MTEOS溶液(A)という)。 A solution was prepared by mixing 1.5 g of adipic acid (manufactured by Sigma Aldrich Japan Co., Ltd.), 138.5 g of ion exchange water, and 10 g of polyoxyethylene lauryl ether (Emulgen 108 manufactured by Kao Corporation) (acid solution (A )). 50 g of methyltriethoxysilane (MTEOS manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 150 g of acid solution (A) were vigorously mixed to obtain a uniform solution (hereinafter referred to as MTEOS solution (A)).
三分割したモノマー水溶液の1つ(264g)に、開始剤(A)水溶液7.16gを加えた(モノマー(1))。また、三分割したもう1つのモノマー水溶液(264g)に、開始剤(A)水溶液7.16gとクエン酸チタン水溶液1.57gを加えた(モノマー(2))。三分割した残りのモノマー水溶液(528g)に、開始剤(B)水溶液10.88gとクエン酸チタン水溶液3.15gを加えた(モノマー(3))。 7.16 g of the aqueous initiator (A) solution was added to one of the three aqueous monomer solutions (264 g) (monomer (1)). Moreover, 7.16 g of initiator (A) aqueous solution and 1.57 g of titanium citrate aqueous solution were added to another monomer aqueous solution (264 g) divided into three (monomer (2)). To the remaining aqueous monomer solution (528 g), the initiator (B) aqueous solution 10.88 g and the titanium citrate aqueous solution 3.15 g were added (monomer (3)).
前述の5L反応容器の内温が77℃であることを確認した後、モノマー滴下口からマイクロチューブポンプを用いて、モノマー(1)を15分かけて滴下し重合した。引き続き、モノマー(2)を15分かけて滴下し重合した。さらに引き続き、モノマー(3)を滴下し重合した。モノマー(3)を滴下して20分目に、前述のMTEOS溶液(A)200gを加えて、同じペースで滴下し重合した。モノマー(3)を滴下してから30分で重合を終了した。 After confirming that the internal temperature of the 5 L reaction vessel was 77 ° C., the monomer (1) was dropped from the monomer dropping port using a microtube pump over 15 minutes for polymerization. Subsequently, the monomer (2) was added dropwise over 15 minutes for polymerization. Subsequently, the monomer (3) was dropped and polymerized. On the 20th minute after the monomer (3) was added dropwise, 200 g of the above-mentioned MTEOS solution (A) was added, and the solution was dropped and polymerized at the same pace. Polymerization was completed in 30 minutes after the monomer (3) was dropped.
重合終了後、脱水管を用いて共沸脱水を行い、重合体粒子の含水量を重合体粒子100部に対して60部に調整した。その後、架橋剤としてナガセ化成工業(株)製エチレングリコールジグリシジルエーテル(商品名デナコールEX−810)0.326gを水10.0gに溶解したものを添加した。その後、更に共沸脱水を行い、重合体粒子の含水量を重合体粒子100部に対して40部に調整した。冷却後、ヘプタンをデカンテーションで除き、130℃、約6.7kPa、14時間の条件で乾燥させることにより重合体粒子を得た。 After completion of the polymerization, azeotropic dehydration was performed using a dehydrating tube, and the water content of the polymer particles was adjusted to 60 parts with respect to 100 parts of the polymer particles. Then, what melt | dissolved 0.326 g of ethylene glycol diglycidyl ether (brand name Denacol EX-810) by Nagase Chemical Industries Ltd. in 10.0 g of water was added as a crosslinking agent. Thereafter, azeotropic dehydration was further performed to adjust the water content of the polymer particles to 40 parts with respect to 100 parts of the polymer particles. After cooling, the heptane was removed by decantation, and the polymer particles were obtained by drying under conditions of 130 ° C. and about 6.7 kPa for 14 hours.
この重合体粒子100部に対し日本アエロジル(株)製アエロジル200 0.5部をドライブレンドすることにより表面処理を行い、吸水性架橋重合体粒子を得た。 Surface treatment was performed by dry blending 0.5 part of Aerosil 200 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. with respect to 100 parts of the polymer particles to obtain water-absorbing crosslinked polymer particles.
実施例2
実施例1において、MTEOS溶液(A)の代わりに、テトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製TEOS)50g、0.1N 塩酸水溶液(和光純薬工業(株)製)50g、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン108)10gの均一溶液を調製した(TEOS溶液)。
Example 2
In Example 1, instead of the MTEOS solution (A), 50 g of tetraethoxysilane (TEOS manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 50 g of 0.1N hydrochloric acid aqueous solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), polyoxyethylene lauryl A uniform solution of 10 g of ether (Emulgen 108 manufactured by Kao Corporation) was prepared (TEOS solution).
そして、実施例1において、モノマー(3)を滴下して20分目にMTEOS溶液(A)200gを加える代わりに、モノマー(3)を滴下して25分目に、上記TEOS溶液110gを加える以外は実施例1と同様にして、吸水性架橋重合体粒子を得た。 Then, in Example 1, instead of adding the monomer (3) dropwise and adding 200 g of the MTEOS solution (A) 20 minutes later, the monomer (3) is dropped and the TEOS solution 110 g is added 25 minutes later Produced water-absorbing crosslinked polymer particles in the same manner as in Example 1.
実施例3
実施例1において、MTEOS(A)溶液の代わりに、テトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製)150g、0.1N 塩酸水溶液(和光純薬工業(株)製)150g、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン108)30gの均一溶液を調製した(TEOS溶液)。
Example 3
In Example 1, instead of the MTEOS (A) solution, 150 g of tetraethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 150 g of 0.1N hydrochloric acid aqueous solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), polyoxyethylene lauryl ether A uniform solution of 30 g (Emalgen 108 manufactured by Kao Corporation) was prepared (TEOS solution).
そして、実施例1において、モノマー(3)を滴下して20分目にMTEOS溶液(A)200gを加える代わりに、モノマー(3)を滴下して20分目に、上記TEOS溶液330gを加える以外は実施例1と同様にして、吸水性架橋重合体粒子を得た。 Then, in Example 1, instead of adding the monomer (3) dropwise and adding 200 g of the MTEOS solution (A) at 20 minutes, the monomer (3) was dropped and the TEOS solution 330 g was added at the 20th minute. Produced water-absorbing crosslinked polymer particles in the same manner as in Example 1.
実施例4
実施例1において、MTEOS溶液(A)の代わりに、テトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製)25g、0.1N 塩酸水溶液(和光純薬工業(株)製)25g、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン108)5gの均一溶液を調製した(TEOS溶液)。
Example 4
In Example 1, instead of the MTEOS solution (A), 25 g of tetraethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 25 g of 0.1N hydrochloric acid aqueous solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), polyoxyethylene lauryl ether A uniform solution of 5 g (Emalgen 108 manufactured by Kao Corporation) was prepared (TEOS solution).
そして、実施例1において、モノマー(3)を滴下して20分目にMTEOS溶液(A)200gを加える代わりに、モノマー(3)を滴下して25分目に、上記TEOS溶液55gを加える以外は実施例1と同様にして、吸水性架橋重合体粒子を得た。 In Example 1, instead of adding 200 g of the MTEOS solution (A) 20 minutes after dropping the monomer (3), the monomer (3) is dropped and 55 g of the TEOS solution is added at 25 minutes. Produced water-absorbing crosslinked polymer particles in the same manner as in Example 1.
実施例5
実施例1において、MTEOS溶液(A)の代わりに、実施例1と同じ酸溶液(A)61.1gと、メチルトリエトキシシラン(東京化成工業(株)製MTEOS)75.0gの均一溶液に、ジエトキシジメチルシラン(信越化学工業(株)製DMDEOS)25.0gを加えて溶解させた溶液を調製した(以下MTEOS溶液(B)という)。
Example 5
In Example 1, instead of the MTEOS solution (A), a uniform solution of 61.1 g of the same acid solution (A) as in Example 1 and 75.0 g of methyltriethoxysilane (MTEOS manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) Then, 25.0 g of diethoxydimethylsilane (DMDEOS manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added and dissolved to prepare a solution (hereinafter referred to as MTEOS solution (B)).
そして、実施例1において、モノマー(3)を滴下して20分目にMTEOS溶液(A)200gを加える代わりに、モノマー(3)を滴下してから27分目に、MTEOS溶液(B)161.1gを加える以外は実施例1と同様にして、吸水性架橋重合体粒子を得た。 Then, in Example 1, instead of adding 200 g of the MTEOS solution (A) 20 minutes after dropping the monomer (3), the MTEOS solution (B) 161 was dropped 27 minutes after the monomer (3) was dropped. Except for adding 0.1 g, water-absorbing crosslinked polymer particles were obtained in the same manner as in Example 1.
比較例1
実施例1において、MTEOS溶液(A)を添加せずにモノマー(3)のみを30分かけて滴下して重合した以外は実施例1と同様にして、吸水性架橋重合体粒子を得た。
Comparative Example 1
In Example 1, water-absorbing crosslinked polymer particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that only the monomer (3) was added dropwise over 30 minutes for polymerization without adding the MTEOS solution (A).
比較例2
実施例4において、重合終了後に、架橋剤を添加しないこと以外は実施例4と同様にして吸水性重合体粒子を得た。
Comparative Example 2
In Example 4, water-absorbing polymer particles were obtained in the same manner as in Example 4 except that no crosslinking agent was added after completion of the polymerization.
実施例6
テトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製TEOS)5g、0.01N 塩酸水溶液(和光純薬工業(株)製)5g、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン108)1gの均一溶液を調製した(TEOS溶液)。
Example 6
A uniform solution of 5 g of tetraethoxysilane (TEOS manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 5 g of 0.01N hydrochloric acid aqueous solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and 1 g of polyoxyethylene lauryl ether (Emulgen 108 manufactured by Kao Corporation) Was prepared (TEOS solution).
比較例1と同様にして得られた吸水性架橋重合体粒子(アエロジル未添加)10gを50mLの容器に入れ、ノルマルヘプタン20mLを注ぎ、撹拌した。次いで上記TEOS溶液4.4gを滴下して加えた。1分後にノルマルヘプタンをデカンテーションで除去し、130℃、約6.7kPa、14時間の条件で乾燥させることにより吸水性架橋重合体粒子を得た。 10 g of the water-absorbing crosslinked polymer particles (no added aerosil) obtained in the same manner as in Comparative Example 1 was placed in a 50 mL container, and 20 mL of normal heptane was poured and stirred. Next, 4.4 g of the TEOS solution was added dropwise. After 1 minute, normal heptane was removed by decantation, and dried under conditions of 130 ° C., about 6.7 kPa for 14 hours to obtain water-absorbing crosslinked polymer particles.
実施例7
アジピン酸(シグマアルドリッチジャパン(株)製)1.5g、イオン交換水138.5g、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製エマルゲン108)10gを混合して溶液を調製した(酸溶液(A))。メチルトリエトキシシラン(東京化成工業(株)製MTEOS)5gと、酸溶液(A)15gを激しく混合し、均一溶液とした(以下MTEOS溶液という)。
Example 7
A solution was prepared by mixing 1.5 g of adipic acid (manufactured by Sigma Aldrich Japan Co., Ltd.), 138.5 g of ion exchange water, and 10 g of polyoxyethylene lauryl ether (Emulgen 108 manufactured by Kao Corporation) (acid solution (A )). 5 g of methyltriethoxysilane (MTEOS manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 15 g of acid solution (A) were vigorously mixed to obtain a uniform solution (hereinafter referred to as MTEOS solution).
比較例1と同様にして得られた吸水性架橋重合体粒子(アエロジル未添加)10gを50mLの容器に入れ、ノルマルヘプタン20mLを注ぎ、撹拌した。次いで上記MTEOS溶液12gを滴下して加えた。1分後にノルマルヘプタンをデカンテーションで除去し、130℃、約6.7kPa、14時間の条件で乾燥させることにより吸水性架橋重合体粒子を得た。 10 g of the water-absorbing crosslinked polymer particles (no added aerosil) obtained in the same manner as in Comparative Example 1 was placed in a 50 mL container, and 20 mL of normal heptane was poured and stirred. Next, 12 g of the MTEOS solution was added dropwise. After 1 minute, normal heptane was removed by decantation, and dried under conditions of 130 ° C., about 6.7 kPa for 14 hours to obtain water-absorbing crosslinked polymer particles.
実施例1〜7及び比較例1〜2で得られた重合体粒子について、平均粒径及び嵩比重、ラボ衝撃実験前後の吸水量、吸水速度、加圧下通液速度の評価を行った。これらの結果を表1に示す。 For the polymer particles obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2, the average particle size and bulk specific gravity, the amount of water absorption before and after the laboratory impact experiment, the water absorption speed, and the liquid passing speed under pressure were evaluated. These results are shown in Table 1.
Claims (7)
R1 pSi(OR2)4-p (1)
〔式中、R1及びR2はそれぞれ独立に、炭素数1〜6の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基又は炭素数2〜6の直鎖若しくは分岐鎖のアルケニル基を示し、p個のR1及び(4−p)個のR2は同一でも異なってもよい。pは0〜3の整数を示す。〕
で表されるアルコキシシラン(以下アルコキシシラン(1)という)、その加水分解物及びこれらの重縮合物から選ばれる少なくとも1種のケイ素化合物(B)とを含有する吸水性架橋重合体。 A crosslinked polymer (A) obtained by polymerizing a monomer component containing a water-soluble monomer, and a general formula (1)
R 1 p Si (OR 2 ) 4-p (1)
[Wherein, R 1 and R 2 each independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a linear or branched alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, and p R 1 and (4-p) R 2 may be the same or different. p shows the integer of 0-3. ]
A water-absorbing crosslinked polymer containing at least one silicon compound (B) selected from the group consisting of alkoxysilanes (hereinafter referred to as alkoxysilanes (1)), hydrolysates thereof, and polycondensates thereof.
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